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矿山掘进巷道顶板分类及稳定性研究

2019-02-10于玄任

世界有色金属 2019年13期
关键词:矿层岩层矿井

于玄任

(神东煤炭集团大柳塔煤矿,陕西 神木 719315)

在矿井掘进过程中,顶板事故是影响矿山安全的关键因素,随着能源开采力度的不断加大,顶板事故发生的频率也在加大,矿井掘进过程中出现安全事故,不仅会给矿企带来重大的经济损失,还会导致致人员的伤亡,甚至上升到社会问题,给矿企业经济效益和社会效益都带来了很大的影响,面对这种情况,在矿产资源开发过程中一定要加强对于顶板稳定性的排查工作的重视,防止顶板事故的出现,保证矿山掘进巷道的安全。

1 掘进巷道顶板的稳定性

在进行顶板管理的时候,为了有效防止顶板事故的出现,采取合理的措施保障采掘工作面顶板的稳定性,因此在矿山开采过程中,应严格按照国家规定的标准进行,做好顶板稳定性测试工作,实现矿山安全生产目标,根据相关规定的要求,做好顶板支护工作,定期检查,保证顶板支护结构的可靠性,还要对矿山掘进巷道的超前支护、切顶支护以及端头出口支护等特殊位置进行支护工作,保证支护效果能够符合国家规定的标准,保障矿山安全生产。在矿山掘进工作过程中进行初次放顶支护,应加强这一环节的重视程度,做到安全施工,提升顶板稳定性,此外在进行超前支付的时候,也要严格检验顶板的动态信息,保证其符合国家规定的标准。

2 矿井顶板的矿层分类矿山掘进巷道顶板分类

在进行采掘之前,首先应做好顶板层的分析工作,根据矿层和顶板层的位置,可以将顶板层划分为伪顶岩层、直接顶层和老顶层三种。伪顶岩层一般位于矿层的上方,厚度约为0.3米,这一层非常容易受到外界的影响而出现坍塌。直接顶岩层位于伪顶岩层的上方,也有一小部分是在矿层的上方,其主要成分是页岩和砂岩,质地比较清脆,特别容易出现垮落和坍塌现象,尤其是在矿山掘进巷道工作完成以后,将支架撤回的时候,通常会对顶岩层的稳定性产生一定的影响。老顶岩层一般在采空区上方保持悬露面积,而且具有很好的稳定性,能对于矿山掘进工作不会有太大的影响。根据顶板层可以将工作面顶板分为坚硬顶板、中等跨落顶板、松软顶板三种类型,通过对顶板层分类的了解,可以有效提升掘进过程中的安全性能,保证采掘工作顺利进行。

3 掘进巷道厚矿层的顶板控制

在矿井掘进过程中,如果遇到局部厚矿层,就会导致采掘的压力上升,这样各个矿层之间就会形成离层,如果顶板岩层出现过大的压力或者下沉时,就会导致顶板出现不同程度的坍塌。因此应在局部厚矿层进行开采的时候,使用性能强大的支撑结构对两侧进行支护,避免采掘面周围出现冒顶事件。

目前在矿山掘进过程中,最常用的就是构造带两侧进行支护,使用这个支护结构其支撑能力强,而且控制范围非常广,可以使用局部填充的方式代替其他的垮落法进行顶板控制,这样就能够达到挑落破碎层,支撑完整层的目的。

另外,还可以使用木垛支撑的方式进行支护,使用木垛支撑操作非常的简单,而且支护过程中还不会受到支护高度的影响,因此,广泛应用于构造带厚矿层的回采作业中。据相关调查显示,矿井的高度越高,矿压就会越来越大,而且支护结构的高度会对其稳定性产生很大的影响,这对于矿井掘进工作是非常不利的。

3.1 加强棚顶顶板临时钻眼

在进行顶板监测过程中,棚顶顶板是矿山掘进巷道一个非常关键的部分,进行棚顶顶板钻眼的时候,通常都是按照端面距离的长短以及顶板的高度来确定合理的支护方式。如果端面距离和冒落高度都超出安全的范围,那么一定要加强采掘机顶棚的支护力度,预防“零皮”现象的出现,防止出现人员伤亡。

在进行预防冒落作业的过程中,应从冒落的一侧开始,首先将支撑梁放置在输送机挡板的外侧,其高度等于采掘的高度,而冒落区的另外一侧应在矿壁顶住,并进行敲帮问顶,以便随时掌握顶板压力的幅度,为了有效防止二次冒落现象的发生,可以在矿山运输机的轨道中搭接单体液压支柱,以此来提升支撑梁的支护力度。另外,在进行假顶支护的过程中,应该在紧贴矿壁的方木上,提升支护结构的稳定性能。

3.2 根据巷道顶板的稳定程度选择合适的探梁

在进行矿井掘进工作中,应加强前探梁的使用,前探梁主要分为吊挂式、一梁二环式、一梁三环式等,在矿井掘进工作中,除比较坚硬的矿石条件外,其他的巷道掘进中都应该使用前探梁,在前探梁的使用中一梁二环式和一梁三环式应用范围比较广泛。应广泛应用可调式金属支架和卡环式金属支架。进行锚喷支护时,可以选择螺母和锚杆连接的吊环式金属支架。设置好沿空送巷柱,保证其压力降低区在0~7米,压力升高区在7~30米,这一范围为矿山掘进巷道两侧的支撑压力范围,因此将其控制在7米范围内。

4 结语

综上所述,在进行矿山掘进工作中,要预先做好顶板稳定性监测,能够有效减少矿山开采安全事故,提高开采效率。国家相关部门也应该加强对于矿井掘进工作面的监督力度,促进矿企能源开采工作可以顺利进行。

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